半節距繞線型電容電動機的鐵心分割和繞線技術
一、前言
電容電動機(以下稱crm)同罩極式電動機都是電風扇、換氣扇、空氣清潔機等小型家電風機的****電動機。現在雖然有部分高功能家電商品開始采用無刷電動機,但crm的優勢地位依然沒有動搖。其原因是小功率電動機除了要高效率、高功率因素以外,還要求使用方便、易變速、免維修等,另外一個更重要的指標是價格低廉。
最近全球環保意識加強,對于crm也不例外地提出了更加高的環保要求。
本文介紹的這種半節距繞線型電容電動機(以下稱hp電動機)正是順應市場需求,從電動機的基本結構入手進行改進,使crm在許多性能、質量、成本、環保等多方面得以改進。
hp電動機是本公司為大幅度節省資源(鐵心、銅線),節省能源而開發的,與此同時,它采用了全新全自動繞線技術,全新的設備和繞線理念,下面詳細介紹。
二、罩極線圈電動機、無刷電動機和crm
一般小型電動機的簡易分類如圖l所示,各類電動機的特點如表1所示。
正如表l所示罩極式電動機由于價格低廉,每年生產、銷售量在幾千萬臺以上。這種電動機只要有簡單的手工繞線機和沖壓機就能生產,所以在亞洲各國有大量低價電動機上市供應,日本廠家在這一領域的市場日益縮小。
價格上****可以與罩極電動機相競爭的就是crm,,但價格要低于罩極電動機仍有困難。在同等電動機功率條件下crm的鐵芯、銅線等材料用量要低于罩極電動機,如果在結構和制造方法等方面再下點功夫,不久的將來crm的價格將更有競爭力。
另外crm還具有無刷電動機和罩極電動機所沒有的優點,特別是在電力負荷和環境負荷方面有很大優越性(即功率因素×效率、發電效率指標、二氧化碳的產生量少)。圖2和表2是從輸出功率方面對上述三種電動機的比較結果。
表2所列的數值是本公司現有電動機或者講作者本人手頭有的電動機的數據,而不是3種電動機的代表數據,僅考慮對前面所講的小功率電動機給出一種必要的傾向性認識。
另外表中的crm的環境負荷指數明顯比其他電動機要大,這有利于減少火力發電的燃料費和減少二氧化碳的排放量,有利于環境保護。
一般家庭中電氣產品的耗電量電動機占有很大的比重,改善功率因素同樣重要,作為廠家也有必要促進這方面電動機的發展,改善效率×功率因素。
另外為了真正實現地球環境保護和保全,作為生產廠家生產一個電器商品,不僅僅要注意電動機本身耗費多少電能,還要考慮這個產品里的電動機如何有效地利用社會的電力。所以從這一觀點出發選擇風機、驅動用電動機,必須要考慮所用電動機的類型。
三、分割鐵心結構和直接繞線加工法
正如前面介紹的,特別在小功率輸出場合crm能夠較好地發揮優點。關鍵是如何進行定子分割,分割結構的優劣直接關系到節能、節省資源、產品質量、成本(電動機和繞線設備的投資)。
1989年本公司首創開發出外繞線式內轉子電容電動機(crm),外周和內部的齒部分割開來形成定子鐵心部件。在齒部直接繞成主線圈和輔助線圈后,再將外周嵌合成整個定子,參照圖3。
采用這種結構和加工方法的crm可以全無人化大規模生產,便于普及。在定子鐵心嵌合組裝方面有幾個需要解決的課題。跨繞在幾個槽見實施短節距繞線(或者全節距繞線),不翻于節省資源。這次經多處改進后,本公司研制成了新的c磷,這就是半節矩繞線(hp crm)電容電動機,這種電動機的定子鐵心按齒數分割開來,各個齒部采用集中繞線。這種半節矩直繞有2相4極或者2相2極。
首先,按市場需求對以往的電動機進行改進,生產出新的crm hp電動機基本開發方案如下:
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